汽车防抱死系统ABS文献综述和参考文献(2)

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3 ABS的控制方法

ABS技术的一个核心问题就是控制算法的研究。由于ABS系统是非线性系统，因此探索一种有效的控制方法是ABS系统发展的关键。汽车防抱死制动系统发展到现在，已开发出了各种各样的控制算法。目前，较为流行的控制方法有一下几种。

1. 逻辑门限值控制

逻辑门限值控制方式不需要建立具体系统的数学模型，并且对系统的非线性控制很有效，比较适合用于ABS的控制。当用于ABS的控制时，可以先选择一个角减速度门限值，当实测值达到此门限值时，控制器发出指令，减小制动力，使车轮转速提高。再选一个角加速度门限值，当实测值达到此门限值时，控制器发出指令，增大制动力，使车轮转速降低。以车轮角速度作为单信号输入，同时在控制器中设置合理的角加速度、角减速度门限值，就可以实现防抱死制动循环。因此整个控制过程相对简单，结构原理上较容易实现。同时，选择选择合理的控制参数，则可以达到比较理想的控制效果，满足各种车辆的需求。但是，逻辑门限值控制本身也存在一些不足。如它的控制逻辑比较复杂、波动较大，参数的选择缺乏严谨的理论依据，以及对系统稳定性品质无法评价等。

2. 滑模变结构控制

由汽车防抱死系统的基本原理可知，汽车制动过程的本质问题是把汽车车轮的滑移率控制在附着系数的峰值点SK，则滑动模变结构根据系统当时的状态、偏差及其导数值在不同的控制区域，以理想开关的方式切换控制量的大小和符号，以保证系统在滑动区域很小的范围内，状态轨迹S沿滑动换节曲线滑向控制目标（SK，0）。

通常取制动力矩为控制变量U，切换条件为：，

式中、分别代表由调节系统所决定的制动力矩减少、增加两种不同的状态；，为切换函数，为实际滑移率相对目标点的偏差[25]。

3. 最优控制

最优控制方法是基于状态空间法德现代控制理论方法，它可以根据车辆——地面系统的数学模型，采用状态空间的概念，在时间域内研究汽车防抱死制动系统。最优控制方法不同于门限值控制方法，它是一种基于模型分析的控制方法。其思路是根据防抱死系统的各项控制要求，按照最优化的原理来求得汽车制动防抱死系统的最优控制目标[27]。这种控制方法的优点是考虑了控制过程中状态变化的历程而使控制过程平稳；缺点是控制效果的好坏主要依赖于系统的数学模型，控制质量难以准确把握。

4. PID控制

PID控制方法的最大优点是不需要了解被控对象的数学模型，只需要根据经验进行调节器参数的整定，这个特点正好解决了ABS控制系统建模比较困难的难题[28]。显然，对于单一路面（期望滑移率不变）来说，PID控制的特点决定了其具有较强的实用性，但是我们很难确定一种准确的轮胎模型来实时确定不同工况下的期望滑移率，所以在实际产品并不适用。目前，许多研究者把研究的重点放在建立准确的轮胎模型或者通过其他的方式来识别路况的方法上，以期望和PID控制方法联合起来应用于ABS，并且已经取得了部分研究成果，但还不能进入实用阶段。

5. 模糊控制

模糊控制属于智能控制，是一种模拟人类智能的形式，它是在被控对象的模糊模型基础上运用模糊控制器近似推理等手段实现系统控制的一种方法。模糊模型是用模糊语言和规则描述的一个系统的特性。模糊控制的基本思想是用机器来模拟人对系统的控制。它是受这样事实而启发：对于用传统控制理论无法分析和控制的系统，或复杂的无法建立数学模型的系统，有经验的操作者或者专家却能取得比较好的控制效果。这是因为他们凭借的是日积月累的丰富经验，因此人们希望把这种经验指导下的行为过程总结成一些规则，并根据这些规则设计出控制器。由于人的经验一般是用自然语言来描述的，因此基于经验的规则也只能是语言化的，模糊的。然而运用模糊理论，模糊语言变量和模糊逻辑推理知识，可以把这些模糊的语言规则上升为数值运算，从而能够利用计算机来完成对这些规则的具体实现，达到以机器代替人对某些对象进行控制的目的。